516-0812/01 – Physics of Fluids ()
| Gurantor department | Institute of Physics | Credits | 3 |
| Subject guarantor | prof. RNDr. Vilém Mádr, CSc. | Subject version guarantor | prof. RNDr. Vilém Mádr, CSc. |
| Study level | undergraduate or graduate | Requirement | Compulsory |
| Year | 3 | Semester | summer |
| | Study language | Czech |
| Year of introduction | 1990/1991 | Year of cancellation | 2005/2006 |
| Intended for the faculties | HGF | Intended for study types | Master |
Subject aims expressed by acquired skills and competences
Teaching methods
Summary
The course deepens the knowledge of mechanical, electric and thermal
properties of fluids, covers fluid hydrostatics and hydrodynamics, fluid flow
including applications, liquid and gas fuels, their characteristics, methods
of flame and temperature field visualisation. At the end, it deals with fluids
in biological systems (blood circulation and gas cycle).
Compulsory literature:
Recommended literature:
Way of continuous check of knowledge in the course of semester
E-learning
Other requirements
Prerequisities
Subject has no prerequisities.
Co-requisities
Subject has no co-requisities.
Subject syllabus:
1. MAKROSKOPICKÉ SYSTÉMY
Typy makroskopických systémů. Plyn. Kapalina. Vlastnosti plynů a kapalin.
Stlačitelnost.
2. MECHANIKA IDEÁLNÍCH TEKUTIN
Hydrostatika ideálních tekutin. Základní rovnice hydrostatiky. Rotace
kapaliny v gravitačním poli. Hydrodynamika ideální tekutiny. Eulerova
rovnice.
Bernolliho rovnice. Výtok kapaliny z nádoby. Relaxace. Rayleigho model.
Fluktuace. Langevinova rovnice. Korelace. Časová a prostorová korelační
funkce.
3. MECHANICKÉ VLASTNOSTI TEKUTIN
Viskozita. Navierova-Stokesova rovnice. Poiseuillův vzorec. Odpor viskozní
kapaliny. Reynoldsovo číslo. Kapilární jevy. Povrchové napětí, Laplaceova
rovnice. Jevy na rozhraní kapalin a tuhých látek. Kapiláry. Tlak pod
zakřiveným povrchem kapaliny libovolného tvaru. Vliv povrchového napětí
na tvorbě nové fáze. Hraniční mezivrstva.
4. PROUDĚNÍ TEKUTIN
Rozložení rychlosti při laminárním proudění. Hagenův-Poiseullův zákon.
Vírové vlákno. Model vzniku vírů. Turbulentní proudění. Pohyb tělesa
v tekutině.
Obtékání těles tekutinou. Obtékání kruhového válce. Couttovo proudění.
Proudění plynu ve vysoké peci. Teplota a tlak plynu v nístěji. Dmýchání
redukčních plynů a kapalných paliv. Metody vizualizace proudění (zavádění
částic do tekutiny, úprava povrchu obtékaných těles, vliv změny optických
vlastností tekutiny).
5. TEORIE FYZIKÁLNÍCH PODOBNOSTÍ
Základní rovnice teorie podobnosti. Pravidlo záměny veličin a
diferenciálních veličin. Teorie podobnosti jako základ experimentu.
Proudění vazké tekutiny. Laminární proudění v zahlceném kanálu. Odvození
kritérií podobnosti.
Turbulentní proudění tekutiny. Metody analýzy rozměrů a jejich použitelnost.
6. ELEKTRICKÉ A TEPELNÉ VLASTNOSTI TEKUTIN
Elektrická vodivost elektrolytů. Paradayovy zákony. Elektrické vlastnosti
plynů, výboj v plynech. Molová tepla tekutin, fonony, teplotní roztažnost
tekutin. Tepelná vodivost tekutin.
7. KAPALNÁ A PLYNNÁ PALIVA
Paliva a jejich charakteristiky. Fyzikální příprava kapalných paliv ke
spalování. Využití rozprašování. Hoření a spalování kapalných paliv.
Šíření a struktura plamene kapalného paliva. Turbulentní přenos hmoty
v hořákových oblastech a jejich matematický model.
Conditions for subject completion
Occurrence in study plans
Occurrence in special blocks
Assessment of instruction
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.